(57)【要約】  光モジュールは、ベース基板と、前記ベース基板の上面に実装される光素子と、前記ベース基板の上面に実装され、前記光素子に入出力される信号を処理する集積回路と、前記ベース基板の上面に実装される光コネクタと、前記ベース基板の下面に設けられた外部接続用の接続電極と、前記光素子と前記集積回路とを接続し、前記ベース基板内に設けられる配線と、前記集積回路と前記接続電極とを接続し、前記ベース基板内に設けられる信号配線とを含み、前記ベース基板の長さ方向の長さに対する、前記ベース基板の長さ方向における前記光モジュール全体の重量重心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下であり、前記ベース基板の幅方向の長さに対する、前記ベース基板の幅方向における前記光モジュール全体の重量重心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下である。
2011013289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板の上面に実装される光素子と、
前記ベース基板の上面に実装され、前記光素子に入出力される信号を処理する集積回路と、
前記ベース基板の上面に実装される光コネクタと、
前記ベース基板の下面に設けられた外部接続用の接続電極と、
前記光素子と前記集積回路とを接続し、前記ベース基板内に設けられる配線と、
前記集積回路と前記接続電極とを接続し、前記ベース基板内に設けられる信号配線とを含む光モジュールであって、
前記ベース基板の長さ方向の長さに対する、前記ベース基板の長さ方向における前記光モジュール全体の重量重心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下であり、
前記ベース基板の幅方向の長さに対する、前記ベース基板の幅方向における前記光モジュール全体の重量重心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下である光モジュール。
【請求項２】
ベース基板と、
前記ベース基板の上面に実装される光素子と、
前記ベース基板の上面に実装され、前記光素子に入出力される信号を処理する集積回路と、
前記ベース基板の上面に実装される光コネクタと、
前記ベース基板の下面に設けられた外部接続用の接続電極と、
前記光素子と前記集積回路とを接続し、前記ベース基板内に設けられる配線と、
前記集積回路と前記接続電極とを接続し、前記ベース基板内に設けられる信号配線とを含む光モジュールであって、
前記ベース基板の長さ方向の長さに対する、前記ベース基板の長さ方向における前記光コネクタの中心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下であり、
前記ベース基板の幅方向の長さに対する、前記ベース基板の幅方向における前記光コネクタの中心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下である光モジュール。
【請求項３】
前記光素子は発光素子であり、かつ前記集積回路は発光素子用ドライバーＩＣである請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光素子は受光素子であり、かつ前記集積回路は受光素子からの信号増幅用ＩＣである請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記発光素子からの光信号の入出射方向は、前記ベース基板の一面に対して垂直な方向である請求項３に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記受光素子からの光信号の入出射方向は、前記ベース基板の一面に対して垂直な方向である請求項４に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記ベース基板の上面に搭載され、光モジュールの重量重心を調整する調整部品をさらに含む請求項１ないし６いずれか１項記載の光モジュール。
【請求項８】
前記接続電極に半田が形成されている請求項１ないし７いずれか１項記載の光モジュール。
【請求項９】
前記光モジュールは、半田によってマザーボードに実装される請求項１ないし８いずれか１項記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記光モジュールは、ソケットによってマザーボードに実装され、ソケットと光モジュールが着脱可能である請求項１ないし８いずれか１項記載の光モジュール。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関し、詳しくは、受光素子または発光素子と、それら光素子を制御するＩＣ（集積回路）と、光素子と光学的に接続する光波路構造とを有する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＳＩ（大規模集積回路）間は、電気配線や電気コネクタで接続され、ＬＳＩ間のデータ伝送には、電気信号が用いられていた。しかし近年、ＬＳＩ間の情報伝達量が飛躍的に増加しており、従来の電気伝送方式では配線数や帯域の制限で対応が困難になってきている。そこでこの問題を解消するため、光インターコネクションを用いてデータ伝送を行う手法が開発されている。この手法は、ＬＳＩから出力された電気信号を光信号に変換して伝送し、受信側で電気信号に戻してＬＳＩに伝送する。【０００３】
図１０は、この光インターコネクションによる信号伝送系の主な構成要素を示すブロック図である。図１０に示す例においては、送信側ＬＳＩ１００１、受信側ＬＳＩ１００２、発光素子１００３、受光素子１００４、発光素子のドライバーＩＣ１００５、受光素子の出力信号のアンプＩＣ１００６、及び受光素子１００３／発光素子１００４と光ファイバー１００８を光学的に接続する光コネクタ１００８が設けられている。一般に、光素子と光コネクタを一体化したモジュールを光電気変換モジュール、または光モジュールと呼ぶ。光モジュールにはＩＣまで一体化される場合もある。【０００４】
こうした光インターコネクションによる信号伝送系全体の信号品質を良好に保つためには、ＬＳＩ−ＩＣ間、ＩＣ−光素子間、光素子−光コネクタ間の信号品質それぞれを確保することが重要である。【０００５】
図１１Ａは特許文献１に記載された光モジュールの断面図である。図１１Ｂは特許文献１に記載された光モジュールの上面図である。図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、光モジュールのベース基板（Ｓｉ基板）５の上に発光素子２、光導波路３、光ファイバー４が実装されて光モジュールが構成されている。この光モジュールとＬＳＩ８とドライバーＩＣ７がセラミック基板１の上に実装されている。発光素子２とドライバーＩＣ７との間はセラミック基板１上に形成された配線と電極９とによって接続されている。【０００６】
一般に、ロジックＬＳＩ８とドライバーＩＣ７との間は、分布定数線路でモデル化できる伝送線路で接続される。この線路はロジックＬＳＩ８およびドライバーＩＣ７それぞれの中で伝送線路の特性インピーダンスと同じインピーダンスで終端される。従って、ＬＳＩとドライバーＩＣとの間の距離が長くなっても、信号品質に与える影響は振幅の減衰やシンボル間干渉（ＩＳＩ）の増加程度であり、比較的少ない。【０００７】
一方、ドライバーＩＣ７と発光素子２の間の伝送路はＲＣ線路でモデル化される線路である。また、発光素子２の終端抵抗は線路のインピーダンスとマッチングを取ることができないため、線路長が長くなると信号品質が顕著に劣化する。従って、送信側ＬＳＩから受信側ＬＳＩまでの伝送系全体の信号品質を向上するためには、ＬＳＩ−ＩＣ間よりもＩＣ−光素子間の伝送路の距離を短くし、均一な伝送路を形成する方が重要である。【０００８】
これに対し特許文献１の構造ではドライバーＩＣと発光素子が別の基板上に実装されており、この二つの素子間の電気信号特性が全体の信号特性に悪影響を与えていた。すなわち、ドライバーＩＣと発光素子とを接続する電気伝送路にはＳｉ基板５とセラミック基板１の接続点やセラミック基板１内でのビアが含まれ、この部分で伝送路が不均一になり電気信号特性が劣化してしまう。また、この伝送路の長さが無視できないほど長いため、この配線での寄生インダクタンスや寄生抵抗によって信号特性が劣化してしまう。ドライバーＩＣとロジックＬＳＩとの間は高周波特性に優れるセラミック基板の伝送線路で接続されているが、ＩＣと光素子間の信号特性が無視できないため、全体の信号特性を劣化させていた。【０００９】
図１２は特許文献２に記載された光モジュールの断面図である。光モジュールのベース基板１１上に発光素子１２とドライバーＩＣ１３が実装されている。発光素子１２上において光ファイバー１４と光コネクタ１７が接続されている。この構造により、部品の配置効率を上げ、光モジュールの小型化を達成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国特開２００１−００７４０３号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／００１８２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２に示す構造では、ドライバーＩＣと発光素子が近接して配置されているため、両者間の信号特性は良好に保つことができる。しかしながら、伝送系全体の信号品質を良好に保つためにはＩＣ−ＬＳＩ間の接続についても考慮する必要があり、光モジュールとＬＳＩが実装されるマザーボードと光モジュールとの接続部の信号品質を良好に保つことが重要である。しかし、この光モジュールのマザーボードへの実装方法、特に光モジュールとマザーボードとの接続部については十分な検討が為されていなかった。【００１２】
光モジュールのマザーボードへの接続は、光部品の交換を容易にするために、一般にはソケットを用いて行われてきた。ソケットによる接続方法の一例を図１３に示す。ソケット２０の内部に光モジュールを設置し、上部から蓋２１を締め込むことによって光モジュールを接続ばね２２に押し当て、電気的に接続させる。ソケット２０自体はマザーボード２３に半田２４で実装され、その電極と接続ばね２２との間はソケット２０内部に設けられた導通電極２５によって接続される。
しかしながら、光コネクタが光モジュールの端部にあるため、ファイバーを抜き差しする際に加わる力２６が接続ばね２２に均一に分散されず、一部の接続ばね２２で接触不良が起こるという問題があった。【００１３】
このため、ソケットにより実装する方法の代わりに、電気部品の実装に広く用いられている半田接合によって光モジュールを実装する方法を用いることが考えられる。しかし、光モジュールには光コネクタや光ファイバー等の背の高い部品が装着されており、その重量バランスについては十分な検討が行われていない。光モジュールの中では光コネクタが最も重量が大きく、特にファイバーを装着した際には光コネクタは高さも重量も大きくなるので、光モジュール全体の重量バランスに与える影響が大きくなる。【００１４】
光コネクタの位置が偏っていて光モジュールの重量重心が中心から大きくずれていると、光モジュールを実装する工程においてリフロー炉で過熱して半田が溶融した際、図１４に示すように光モジュールが傾いて半田ボール３１のつぶれ量が不均一になってしまう。この結果、半田ボール３１に加わる応力が不均一になってしまい、長期間経過後に半田接合部が破壊されてオープン不良が発生する問題がある。また、マザーボード３２とモジュール基板との間隔が不均一であるため、その間に注入するアンダーフィルが不均一になってしまう。また光モジュールが沈む側では隣接する半田ボール３１とのショート不良が、浮く側では半田による上下の接触が不十分になって、オープン不良が発生する確率が高まる。また、光モジュールが傾くため光結合が不安定になる問題がある。さらに、光モジュール上部の高さにばらつきが生じ、上部に接触するヒートパイプとの接合が不安定になるという課題がある。従って、半田ボールの高さを均一にすることが光モジュールとマザーボードとの接続信頼性を上げる為に重要になる。【００１５】
上記に鑑み本発明は、光インターコネクションの構成要素であるＬＳＩ、ＩＣ、光素子の間の信号品質を良好に保ち、かつ、光モジュール全体の重量のバランスをとることによってマザーボードと光モジュールとの接続箇所に加わる力を均等に分散し、実装時の接続信頼性に優れた光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の実施態様に係る光モジュールは、ベース基板と、前記ベース基板の上面に実装される光素子と、前記ベース基板の上面に実装され、前記光素子に入出力される信号を処理する集積回路と、前記ベース基板の上面に実装される光コネクタと、前記ベース基板の下面に設けられた外部接続用の接続電極と、前記光素子と前記集積回路とを接続し、前記ベース基板内に設けられる配線と、前記集積回路と前記接続電極とを接続し、前記ベース基板内に設けられる信号配線とを含み、前記ベース基板の長さ方向の長さに対する、前記ベース基板の長さ方向における前記光モジュール全体の重量重心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下であり、前記ベース基板の幅方向の長さに対する、前記ベース基板の幅方向における前記光モジュール全体の重量重心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下である。【００１７】
また、本発明の第２の実施態様に係る光モジュールは、ベース基板と、前記ベース基板の上面に実装される光素子と、前記ベース基板の上面に実装され、前記光素子に入出力される信号を処理する集積回路と、前記ベース基板の上面に実装される光コネクタと、前記ベース基板の下面に設けられた外部接続用の接続電極と、前記光素子と前記集積回路とを接続し、前記ベース基板内に設けられる配線と、前記集積回路と前記接続電極とを接続し、前記ベース基板内に設けられる信号配線とを含み、前記ベース基板の長さ方向の長さに対する、前記ベース基板の長さ方向における前記光コネクタの中心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下であり、前記ベース基板の幅方向の長さに対する、前記ベース基板の幅方向における前記光コネクタの中心と、前記ベース基板の中心との間の距離の比は、１５％以下である。【００１８】
こうした光モジュールによれば、光モジュール全体の重量重心をベース基板の中心に近づけることにより、ベース基板の下面に設けられた接続電極に加わる力を均一にすることができる。また、光コネクタをベース基板の中央（中央付近）に配置することによって、光コネクタを抜き差しする際に、ベース基板の下面に設けられた接続電極に加わる力を均一にすることができる。さらに、光素子と集積回路とをベース基板の共通の面に実装することにより、光素子と集積回路との間の信号線路をベース基板内に設けられた配線のみから成る単純な構造にすることができ、信号品質を良好に保つことが可能になる。【００１９】
第１または第２の実施態様に係る光モジュールにおいて、前記光素子は発光素子であってもよく、前記集積回路は発光素子用ドライバーＩＣであってもよい。
第１または第２の実施態様に係る光モジュールにおいて、前記光素子は受光素子であってもよく、前記集積回路は受光素子からの信号増幅用ＩＣであってもよい。
第１または第２の実施態様に係る光モジュールにおいて、前記発光素子または前記受光素子からの光信号の入出射方向は、前記ベース基板の一面に対して垂直な方向であってもよい。
第１または第２の実施態様に係る光モジュールは、前記ベース基板の上面に搭載され、光モジュールの重量重心を調整する調整部品をさらに含んでいてもよい。
第１または第２の実施態様に係る光モジュールにおいて、前記接続電極に半田が形成されていてもよい。
第１または第２の実施態様に係る光モジュールは、半田によってマザーボードに実装されていてもよい。
第１または第２の実施態様に係る光モジュールは、ソケットによってマザーボードに実装されていてもよく、ソケットと光モジュールが着脱可能であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光モジュールによれば、ベース基板の下面に設けられた接続電極に加わる力を均一にすることができ、マザーボードとの接続を安定に保つことができる。さらに、本発明の光モジュールは、光素子と集積回路との間の高周波信号特性を良好に保つことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の第一の実施形態による光モジュールを示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第一の実施形態による光モジュールを示す上面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の光モジュールを半田ボールを用いてマザーボードに実装した場合を示す断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の光モジュールをソケットを用いてマザーボードに実装した場合を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第二の実施形態による表面受発光型の光素子を用いた光モジュールを示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第二の実施形態による表面受発光型の光素子を用いた光モジュールを示す上面図である。
【図５Ａ】本発明の第三の実施形態による光学的結合調整用の部品が挿入された光モジュールを示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第三の実施形態による光学的結合調整用の部品が挿入された光モジュールを示す上面図である。
【図６Ａ】本発明の第四の実施形態による光モジュールを示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第四の実施形態による光モジュールを示す上面図である。
【図７Ａ】本発明の第五の実施形態による光モジュールを示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第五の実施形態による光モジュールを示す上面図である。
【図８】基板の重心ずれと半田ボールの傾きとの関係を調べる実験に用いた試験用モジュールを示す断面図である。
【図９】基板の重心ずれと半田ボールの傾きとの関係を調べる実験の結果を示すグラフである。
【図１０】光インターコネクションによる信号伝送系を示すブロック図である。
【図１１Ａ】特許文献１に記載の関連技術による光モジュールを示す断面図である。
【図１１Ｂ】特許文献１に記載の関連技術による光モジュールを示す上面図である。
【図１２】特許文献２に記載の関連技術による光モジュールを示す断面図である。
【図１３】特許文献２に記載の関連技術による光モジュールをソケット実装した場合の断面図である。
【図１４】特許文献２に記載の関連技術による光モジュールを半田実装した場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の光モジュールのいくつかの形態について説明する。これら実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２３】
（第一の実施形態）
図１Ａは本発明の第一の実施形態による光モジュールの断面図である。図１Ｂは本発明の第一の実施形態による光モジュールの上面図である。ベース基板１０１上にドライバーＩＣ（単に、ＩＣとも称する）１０２と発光素子１０３が搭載されている。発光素子１０３は、例えば、面発光型レーザー（VCSEL：Vertical Cavitｙ Surface Emitting Laser）である。この面発光型レーザーは、電気信号の接続端子が下側に、発光面が上側に形成されている裏面発光型である。
【００２４】
ドライバーＩＣ１０２と発光素子１０３は、ベース基板１０１に形成された信号配線１０４によって接続され、これらの間で高速信号が伝送される。発光素子１０３の周囲を取り囲むように光コネクタのレセプタクル部１０５がベース基板１０１に搭載されている。このレセプタクル部１０５には、レセプタクル部１０５と嵌合する光コネクタ１０６が挿入される。この光コネクタ１０６は光モジュール作製後でも挿抜を繰り返すことができる。光コネクタ１０６の中央には光ファイバー１０７が埋設されている。ベース基板１０１の下部には、マザーボードに実装するために用いる接続ランド１０８が形成されている。
【００２５】
発光素子１０３はベース基板１０１の中央に配置され、それに伴い光コネクタのレセプタクル部１０５もベース基板１０１の中央に配置される。ドライバーＩＣ１０２は、ドライバーＩＣ１０２と発光素子１０３との間隔を最小にして信号特性を良好にするため、光素子１０３に隣接して配置されている。この目的でレセプタクル１０５のドライバーＩＣ１０２側には開口が設けられている。それによってレセプタクル部１０５の重量重心はドライバーＩＣ１０２とは反対側に偏っている。その偏りはドライバーＩＣ１０２の重量で相殺され、光モジュール全体の重量重心はベース基板１０１の中心に位置している。
【００２６】
この構造によって送信用光モジュールとして機能するが、ドライバーＩＣの代わりにアンプＩＣを、発光素子の代わりに受光素子を用いれば同様の構造で受信用光モジュールを構成することができる。
【００２７】
次に、機能について説明する。モジュール外部のＬＳＩ（不図示）からの電気信号が、ベース基板１０１を介してドライバーＩＣ１０２に入力される。その信号がドライバーＩＣ１０２において信号増幅及び波形整形され、駆動電流として発光素子１０３に入力される。すると、駆動電流に応じた光強度で発光素子１０３から光信号が出力される。
【００２８】
ドライバーＩＣの代わりにアンプＩＣを、発光素子の代わりに受光素子を用いて受信用光モジュールを構成する場合には、光ファイバー１０７を経由して送信されてきた光信号が受光素子１０３に入力され、電気信号に変換される。その電気信号が信号配線１０４を介してアンプＩＣ１０２に入力され、信号増幅及び波形整形されてモジュール外部のＬＳＩに出力される。
【００２９】
次に、材料について説明する。ベース基板１０１としては耐熱性に優れるセラミック基板が適しているが、これに限られない。ベース基板１０１として、有機材料（例えば、エポキシ、ポリイミド、フッ素樹脂、PPE樹脂、フェノール樹脂等）や、シリコン、ガラス、コンポジット材などの絶縁材料を用いた基板を用いることができる。光コネクタ１０７とレセプタクル部１０５には高精度の形状加工が容易で熱伝導性に優れる銅、アルミニウムなどの金属やシリコンが適している。
【００３０】
次に、部品実装方法について説明する。まず、発光素子１０３、ドライバーＩＣ１０２をベース基板１０１に実装する。次に、レセプタクル部１０５を発光素子１０３に位置合わせして実装する。この工程においては、先に実装されている発光素子１０３または基板上の基準位置をカメラで検出し、レセプタクル部１０５の位置をモニターしながら数μｍ程度の誤差で実装する。上記の実装には、半田、金バンプ、導電性接着剤などの接続方法を用いることができる。この光モジュールをマザーボードに実装し、コネクタ１０６を挿入する。
【００３１】
次に、この光モジュールのマザーボードへの実装について説明する。実装方法としては、半田を用いる方法と、ソケットを用いる方法とが考えられる。
【００３２】
図２は光モジュールをマザーボードに半田実装した場合の断面図である。光モジュールの下部に設けられた接続用ランド１０８とマザーボード２０３の上部に設けられた実装用ランド２０２とが半田ボール２０１を介して接続されている。実装時には、光モジュール下部の接続用ランド１０８またはマザーボード２０３の実装用ランド２０２のいずれかまたは両方に予め半田を供給しておく。次に、上下のランドが重なるように位置合わせをして光モジュールをマザーボード２０３上に置く。そしてリフロー炉やホットプレートなどで加熱して半田を溶融させることによって結合させることができる。
【００３３】
図３は光モジュールをマザーボードにソケットによって実装した場合の断面図である。ソケット３０１はマザーボード２０３に半田ボール３０２で実装される。その半田ボール３０２の接続用ランドはソケット内部に設けられた導通電極３０３によって上部の電極３０４に接続されている。その電極３０４上には接続ばね３０５が取り付けられている。このソケット３０１の内部に光モジュールを設置し、上部から蓋を締め込むことによって光モジュール下部の接続用ランド１０８を接続ばね３０５に押し当てることにより、光モジュールとマザーボードとが電気的に接続されている。
【００３４】
上記のように光コネクタがモジュールの中央に搭載されていることにより、光コネクタを挿抜する際に加わる力をマザーボードとの接続部全体に均一に分散させることができる。また、光モジュール全体の重量重心が光モジュールの中心に近い位置にあることにより、マザーボードに実装する際に加わる力を接続部全体に均一に分散させることができる。
【００３５】
（第二の実施形態）
上記の第一の実施形態では裏面受発光型の光素子を用いて、ベース基板にフリップチップ実装する例を示した。第二の実施形態においては、電気信号の入出力面と光の受発光面が同一面に形成されている表面受発光型の光素子を用いている。
【００３６】
図４Ａは本発明の第二の実施形態による光モジュールを示す断面図である。図４Ｂは本発明の第二の実施形態による光モジュールを示す上面図である。光素子１０３は、下面の全面に実装用の電極が設けられている。この光素子１０３の電極が、半田、導電性接着剤などを用いてベース基板１０１に実装されている。光素子１０３の上面には電気信号の入出力端子と光の受発光端子が形成されている。この光素子１０３の電気信号の入出力端子とベース基板１０１とがワイヤー４０１で接続される。このワイヤー４０１と信号配線１０４とを介して、光素子１０３とＩＣ１０２との間で電気信号が伝送される。
【００３７】
（第三の実施形態）
上記の第一の実施形態では光素子と光ファイバーとが光学的に直接接合されている。本発明の第三の実施形態においては、光素子と光ファイバーとの光学的結合を高めるために、これらの間に構造物を挿入している。図５Ａおよび図５Ｂは、このような構造の具体例を示す。図５Ａは、光素子１０３と光コネクタ１０７との間に光学部品５０１が挿入された第三の実施形態よる光モジュールを示す断面図である。図５Ｂは、光素子１０３と光コネクタ１０７との間に光学部品５０１が挿入された第三の実施形態よる光モジュールを示す上面図である。この光学的結合調整用の光学部品としては、ガラスや透明樹脂から成る光学レンズや、透明樹脂、マッチングオイル等を用いることができる。
【００３８】
（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態による光モジュールには、光素子と光駆動ＩＣ以外の部品が含まれている。
図６Ａは本発明の第四の実施形態による光モジュールを示す断面図である。図６Ｂは本発明の第四の実施形態による光モジュールを示す上面図である。第四の実施形態においては、第一の実施の形態と同様に、ベース基板１０１の中央に光素子１０３が搭載されている。光素子１０３に隣接してＩＣ１０２がベース基板１０１に搭載されている。光素子１０３を囲むように光コネクタのレセプタクル部１０５がベース基板１０１に搭載されている。さらに、ＩＣ１０２の制御用マイコン８０１が、光素子１０３に対して、ＩＣ１０８とは反対側に配置されている。また、ＩＣやマイコンの調整用チップ部品８０２がベース基板１０１に搭載されている。
【００３９】
このように、光素子１０３と光コネクタのレセプタクル部１０５がモジュール全体の中央に配置され、その両側にＩＣ１０２とマイコン８０１が配置され、さらにチップ部品８０２が両側に分散されて配置されることにより、全体の重量の平衡をとることができる。
【００４０】
本実施の形態はこの部品構成に限られず、例えば制御用マイコン８０１は代わりに電源ＩＣ、アラーム信号発生用のダイオード、その他の機能を有するＩＣを用いることもできる。また、チップ部品８０２としては、チップ抵抗やチップインダクタ、チップコンデンサ、ビーズ等を用いることもできる。
【００４１】
（第五の実施形態）
本発明の第五の実施形態による光モジュールは、ベース基板上に重量調整用の部品が搭載されている。
図７Ａは、本発明の第五の実施形態による光モジュールを示す断面図である。図７Ｂは、本発明の第五の実施形態による光モジュールを示す上面図である。第五の実施形態では、第一の実施の形態と同様に、ベース基板１０１の中央に光素子１０３が搭載されている。光素子１０３に隣接してＩＣ１０２がベース基板１０１に搭載されている。光素子１０３を囲むように光コネクタのレセプタクル部１０５がベース基板１０１に搭載されている。また、光素子１０３に対してＩＣ１０２側にはＩＣのデカップリングコンデンサ９０２がベース基板１０１に搭載されている。レセプタクル部１０５に対してＩＣ１０２の反対側には、重量調整用の金属部品９０１が搭載されている。
【００４２】
この金属部品を搭載することにより、光モジュール全体の重量重心が光モジュールの中心に位置するようになり、全体の重量の平衡を取ることができる。この金属部品は必ずしも電気的機能を有する必要は無い。また、重量調整用の部品として、光モジュールの放熱板や、保護カバー、取り付け冶具等を用いることもできる。
【実施例】
【００４３】
前述した第一の実施形態の光モジュールについて、具体的に説明する。図１Ａおよび１Ｂに示すように、ベース基板１０１の中央を原点としたＸ−Ｙ−Ｚ座標系をとる。ベース基板１０１はセラミック基板である。ベース基板１０１の各辺の寸法、すなわちｘ方向（長さ方向）、ｙ方向（幅方向）、ｚ方向の寸法はそれぞれ８ｍｍ、７ｍｍ、０．８ｍｍである。ベース基板１０１の重量は０.３ｇである。
発光素子１０３のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の寸法はそれぞれ０．４ｍｍ、１．２ｍｍ、０．２ｍｍである。発光素子１０３の重量は０．０３ｇである。発光素子１０３の重量重心のＸ−Ｙ平面における位置は（ｘ，ｙ） ＝ （０， ０）ｍｍである。
ドライバーＩＣ１０２のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の寸法はそれぞれ２．８ｍｍ、４．０ｍｍ、０．３ｍｍである。ドライバーＩＣ１０２の重量は０．０８ｇである。ドライバーＩＣ１０２の重量重心のＸ−Ｙ平面における位置は（ｘ，ｙ） ＝ （２．０， ０．０）ｍｍである。
光コネクタ１０６のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の寸法はそれぞれ３．０ｍｍ、５．５ｍｍ、５．０ｍｍである。光コネクタ１０６の重量は０．８ｇである。光コネクタ１０６の重量重心のＸ−Ｙ平面における位置は（ｘ，ｙ） ＝ （−０．５， ０．０）ｍｍである。
以上より、光モジュール全体の重量重心のＸ−Ｙ平面における位置は（ｘ，ｙ） ＝ （−０．２， ０．０）ｍｍとなる。よって、光モジュール全体の重量重心のＸ−Ｙ平面における基板の長さ（ｘ，ｙ） ＝ （８ｍｍ、７ｍｍ）に対する偏りの割合は（ｘ，ｙ） ＝ （２．５％， ０％）になる。【００４４】
ベース基板１０１の裏面にはマザーボード２０３に実装するための円形の接続ランド１０８が形成されている。この接続ランド１０８の開口径は０．２５ｍｍであり、ピッチは０．５ｍｍである。図１Ａでは接続ランド１０８は８列しか図示していないが、実際のランドは１６列×１４行の合計２２４個のランドを有している。【００４５】
このベース基板１０１の重心ずれと半田ボール２０１の傾きとの関係を調べる実験を行った。図８に示すように、ベース基板１０１上に重さ０．８ｇの金属体６０１のみを（ｘ，ｙ） ＝ （Ｘ， ０）の位置に実装して、試験用モジュールを作製する。その試験用モジュールの裏面の接続用ランド１０８に直径０．３ｍｍの半田ボール２０１を供給し、マザーボード２０３にリフロー工程によって実装した。マザーボード２０３上の実装用ランド２０２の直径は０．２５ｍｍである。【００４６】
その後、最端の半田ボール２０１の高さｈを測定した。測定結果を図９に示す。図９の横軸は、金属体６０１の位置Ｘを基板の長さＬ＝８．０ｍｍで規格化した値である。図９の縦軸は最も端の半田ボール２０１の高さｈを表す。金属体６０１がベース基板１０１の中央（Ｘ＝０）にある時には全ての半田ボール２０１の高さがほぼ均等になり、その高さｈは約２３０ｕｍであった。金属体６０１がｘ軸の＋方向に移動して高さを測定する半田ボール２０１に近づくにつれ、半田ボール２０１がつぶれた。特に金属体６０１が基板１０１中心からｘ軸の＋方向に１５％以上移動すると（Ｘ／Ｌ＞１５％）半田ボール２０１のつぶれ量の変化が大きくなる。【００４７】
一方、金属体６０１が反対側に遠ざかる（すなわち、金属体６０１がｘ軸の−方向に移動する）につれて半田ボール２０１は伸び上がった。特に金属体６０１がベース基板１０１の中心からｘ軸の＋方向に２０％以上遠ざかると（Ｘ／Ｌ＞２０％）、半田ボール２０１の高さの変化が大きくなる。
これらの結果は、重量物がベース基板長さＬに対して１５%以上移動すると半田ボールの高さが著しく変化することを示している。また、逆に、ベース基板長さＬに対する、重量物の中心と基板の中心との距離の比が、１５%以下であれば、全体の半田ボールの高さの均衡を保つことができることを示している。
本実施例の光モジュールでは、ベース基板長さに対する、光モジュールの重心の位置とベース基板の中心との間の距離の比が、２．５％であり、１５％以内であるので、全体の半田ボールの高さをほぼ均一に保つことが可能になる。
以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態及び実施例に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【００４８】
この出願は、２００９年７月３１日に出願された日本出願特願２００９−１７８９１４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、光モジュールに適用することができる。この光モジュールによれば、ベース基板の下面に設けられた接続電極に加わる力を均一にすることができ、マザーボードとの接続を安定に保つことができる。さらに、この光モジュールによれば、光素子と集積回路との間の高周波信号特性を良好に保つことが可能になる。
【符号の説明】
【００５０】
１０１ ベース基板
１０２ ドライバーＩＣ
１０３ 光素子
１０４ 信号配線
１０５ 光コネクタのレセプタクル部
１０６ 光コネクタ
１０７ 光ファイバー
１０８ 接続ランド
２０１ 半田ボール
２０２ 実装用ランド
２０３ マザーボード
３０１ ソケット
３０２ 半田ボール
３０３ 導通電極
３０４ ソケットの上部電極
３０５ 接続ばね
４０１ ワイヤー
５０１ 光学的結合調整用の部品
６０１ 金属体
８０１ 制御用マイコン
８０２ チップ部品
９０１ 重量調整用の金属部品  
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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